页岩气水平井开采及分段压裂技术浅悉

种磊

摘要：提高页岩气开采率的有效方法是通过对页岩石采取分段压裂技术，来改善导流率和有效渗透面积。本文分析了我国页岩气分段压裂技术的发展现状。在页岩石的开采过程中，水平井开采技术可以提高页岩气产量和页岩气返排率。随着我国的科学技术不断发展，水平井裂开采正在逐步运用到页岩气开采过程中，由于页岩气在渗透和解吸之间强烈的相互作用，这使得页岩气的开采工作变得复杂和困难，需要不断优化开采技术，优化页岩气开采技术是提高开采效率的有效方法。

关键词：页岩气水平井;开采;分段压裂技术

由于地层中页岩气分布较广且储量较大，使得页岩气勘探工作的困难性远大于传统的常规和非常规天然气，并且页岩气的开采隐藏着很大的安全问题，这对开采技术提出了较高的要求，页岩气具有很大的商业价值，页岩气的开采问题是一个值得关注的问题。然而，页岩气储存具有很强的致密性，因此，当通过常规方法分解页岩气时，分解效率通常较低并且可开采范围较小。因此，对页岩气的开采方法作出进一步研究具有重要意义，以提高开采量，传统的开采方法不仅开采速率慢，而且经常会发生重大安全问题，与当前我国的商业发展不相容，为此，新开发出的水平井分段压裂技术成为页岩气开采的主要方法，但是还需持续优化和改进，开发出高效率的开采技术是目前页岩气开采的主要研究问题。

1水平井压裂方式选择

采用水平井分段压裂技术，设计方法与完井方法类似，确定井位位置，确定钻井路径等都必须满足设计要求。其中，裸眼完井和套管完井是水平井中最重要的完井方法。其中，裸眼完井实现了节省时间并保护了井壁的优点，但存在以下缺点：例如，难以准确确定井壁的不稳定和裂缝的位置，一旦出现沙子堵塞现象，就不能再进行有效的开采工作，套管完井的优点是裂缝技术相对成熟，因为它可以有效地控制裂缝的初始点。然而，时间成本的提高和固井质量的差异也对相应工作的进展产生影响。因此，要根据实际情况采取相应的开采技术，比如在井壁应力相对集中的页岩气中采取套管完井开采技术比较好，如果井壁稳定良好，可以使用裸眼完井技术进行开采。

2页岩气水平井分段压裂技术应用分析

2.1体积压裂技术

在页岩气开采过程中，增加井壁裂缝数量是增加产量的主要方式之一，当裂缝滑动时，会产生新的裂缝，在新裂缝与旧裂缝重叠之后，形成裂缝网络，该过程增加了裂缝数量，并增加了“渗透率”，便可以提高产量。体积破裂技术是基于开发低孔隙度，低渗透率和天然裂缝的页岩气的实践，页岩气开发关键技术。这对封闭式气藏和其他非常规天然气藏的开发非常重要。

2.2不动管柱滑套封隔器分段压裂技

不动管柱滑套封隔器分段压裂技术是用于改善页岩气产量的最常用方法之一。工艺原理：通过在井中引入几个孔来放置分压管。在孔中，使用油管压缩，封闭封隔器，打开滑动套筒进入下部层段内，打开滑动套筒进行喷砂处理并完成整个压裂过程。

3页岩气水平井分段压裂设计的优化

在施工之前，需要对整个施工过程进行模拟，这样可以有效控制施工过程中容易发生的危险，了解对整个工程以便制定施工方案，因此，裂缝数量是页岩气井开采的主要问题之一，鉴于这些问题，水平页岩气井分段压裂技术应诱导井壁形成裂缝，从而形成裂缝网络，根据具体情况，将天然裂缝进行堵塞，为防止形成砂堵，有必要分析支撑剂沉砂现象

3.1优化施工工作液体系

由于滑溜水压裂有利于产生复杂裂缝，滑溜水压裂不仅摩擦力较小，而且对地层的损害较小且成本较低。因此，可以使用滑溜水压裂作为主要液体系，但是滑溜水压裂携砂能力没有线性胶能力强，这会对水平井分段压裂技术的施工效果造成影响。因此，使用线性胶可以增强携砂能力，并增加裂缝导流性，当使用水平井分段压裂技术时，通常将滑溜水压裂和线性胶组合起来使用，在早期阶段，使用滑溜水压裂技术用于形成复杂的裂缝，在后期阶段，使用线性胶提高携砂能力并增强导流能力，创建一个高导流能力的通道，最大化提高开采效率。

3.2优化施工排量

优化施工排量是优化钻井参数和裂缝数量的重要依据。施工排量较小，存在导致液体损失较大的现象，施工排量，，很容易形成单个主缝。模拟实验表明，如果在页岩气水平井分段压裂技术中使用相同的支撑剂浓度，则施工排量与页岩气的沉积速率成反比例，与携砂能力成正比例。即在施工期间，如果施工排量越大，我们可以看到工作液携砂能力越强，页岩气的沉积速率越慢，因此，在使用页岩气水平井分段压裂技术时，应尽可能提高施工排量。

3.3优化施工支撑剂浓度

优化施工支撑剂浓度是保证整个工程顺利实施的根本，通过现场的数据可以发现，支撑剂浓度与压裂后的效果之间没有明显的相关性，这就需要考虑天然储层的裂缝状态。此外，由于页岩气具有低渗透，在页岩气水平井分段压裂技术的施工过程中，更多的微裂缝形成网状结构很重要。在支撑剂浓度的優化过程中，必须要考虑到一些因素，这样才能确保支撑剂的浓度设计合理，支撑剂浓度会对砂提堆起效率产生影响，且两者之间成正比关系，换句话说，支撑剂浓度越高，砂提堆起效率越大。

3.4优化加砂方式

页岩的流失主要是天然裂缝和层理流失有关，在施工期间，要充分利用好这种流失而不是在施工期间消除这种流失。由于工作液在使用过程中容易发生流失，因此必须在施工过程中使用相应的施工手段来补偿这种流失，这可以降低砂提堆起速率而有效降低砂提性的高度。可以利用多级段塞压裂方法来冲刷砂提底部，这样可以形成平缓的砂提，不容易发生砂堵现象。在施工的前期使用粉砂以完全阻挡微裂缝，增加净压力和裂缝体积。主压裂也采取同样的方式对裂缝进行封堵防止滤失。通过优化加砂方式，可以在施工初期有效避免堵砂，这对于确保页岩气的成功开采非常重要。

4结语

中国页岩气储量大，范围广，勘探潜力远高于其他天然气，勘探开发已成为全球的一个热点话题，然而，由于页岩气具有致密性特征，传统的开采方法不仅开采速率慢，而且经常会发生重大安全问题，这严重阻碍了我国页岩气的开采效率，要想提高开采效率并加强开采过程中的安全性，需要不断优化开采技术，对我国页岩气的开采技术作出进一步研究和开发，这样才能确保我国页岩气实现有效开采和安全开采，目前，页岩气水平井分段压裂技术是实现有效开采页岩气的有效方法，但是任需要继续改进和优化，以研究出更加安全有效的开采方法。

参考文献：

[1]赵小强.页岩气水平井裸眼分段压裂酸化管柱下入技术[J].石化技术，2019，26（06）：89-90.

[2]黄胜铭，孙艳超，汪奇兵，黄宁，王宁.浅析页岩气水平井分段压裂技术[J].内蒙古石油化工，2019，45（04）：75-76.

[3]周怡.页岩气水平井分段压裂技术探析[J].山东工业技术，2016（08）：45.